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Comprendre la complexité des relations entre nature et sociétés a toujours constitué un défi pour les recherches dans le domaine de l'environnement. A l'ère de la compilation de données dans de nombreuses disciplines, la modélisation constitue l'une des options les plus attractives pour comprendre et traduire les évolutions du milieu naturel. Les objectifs principaux de ce travail de recherche sont 1) de restituer la structure du couvert végétal régional et d'en retracer les évolutions au cours de l'Holocène au sein de deux régions du nord-ouest de la France, le Bassin parisien et le Massif armoricain, et 2) de les interpréter en termes de relations entre les sociétés pré- et protohistoriques et leur milieu naturel. Pour cela, nous avons mis en place une démarche méthodologique visant à 1) redéfinir le cadre chronologique des séquences polliniques rassemblées pour les deux régions, 2) tester, adapter puis appliquer un modèle de reconstitution quantitative du couvert végétal, 3) définir une histoire de la végétation estimée relative à chaque aire géographique modélisée, 4) comparer ces histoires régionales et 5) les confronter aux informations disponibles en matière de densités de sites archéologiques et de proximité de ces sites aux points de sondages polliniques. Des cadres structurant l'évolution du couvert végétal pour chacune des deux régions étudiées ressortent les grandes étapes de la mise en place des paysages au cours de l'Holocène. Des spécificités régionales ont cependant pu être identifiées, tant en matière de chronologie de l'évolution de la végétation estimée qu'en matière de proportions relatives des taxons présents. Une certaine singularité doit donc être reconnue à l'évolution des paysages holocènes de chacune de ces deux parties du nord-ouest de la France. On remarque notamment des dynamiques et des niveaux d'anthropisation tout à fait distincts entre Bassin parisien et Massif armoricain de la fin du Mésolithique à celle du Néolithique. A l'inverse, on retrouve de part et d'autre une certaine similarité entre les proportions estimées des taxons marqueurs d'anthropisation entre la fin du Néolithique et celle de l'âge du Bronze. Des liens évidents entre les variations de l'impact anthropique enregistré et celles de la densité des occupations reconnues ont par ailleurs pu être observés.

Zur Rekonstruktion der jungquartären Landschaftsentwicklung am Kilimanjaro werden Sedimente aus Paläoböden am Mt Kilimanjaro untersucht, um die lokale und regionale Ökosystem-, Klima-, Feuerdynamik in einem größeren Rahmen zu verstehen. Desweiteren soll die Reaktion der Ökosysteme auf Umweltveränderungen erforscht werden, um die Beziehungen verschiedener Ökosysteme und ihre Rolle hinsichtlich der Entwicklung von „Biodiversity Hot Spots“ in Ostafrika aufzudecken. Die Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis der heutigen und zukünftigen Dynamik von Ökosystemen bei. Sie sind außerdem eine wichtige Grundlage im Naturschutz, da sie bedeutende Informationen für die Aufrechterhaltung und das Management der hohen Biodiversität in den ostafrikanischen Hochländern liefern. Die Durchführung von paläoökologischen Untersuchungen ist unerlässlich, da die Prozesse der Vergangenheit eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Ökosysteme und Biodiversität spielen. Die vorliegende Arbeit erforscht die spätquartäre Vegetation-, Klima- und Feuerdynamik am Kilimanjaro, um das Verständnis der dortigen Ökosystem zu vertiefen. Sowohl Pollen als auch weitere Klima-Proxies von zwei Sedimentkernen werden analysiert, um die Vegetationsdynamik vom frühen Spätglazial bis heute zu rekonstruieren und die jeweiligen Einflußfaktoren aufzudecken. Die Ergebnisse vom Maundi Krater, welcher auf 2780 m Höhe am südostlichen Hang des Kilimanjaros gelegen ist, stellen eines der längsten, terrestrischen Klimaarchive im tropischen Ostafrika dar, und ermöglichen den Einblick in fast 100 000 Jahre Vegetations- und Klimageschichte. Das WeruWeru Paläobodenprofil aus dem montanen Waldgürtel am Kilimanjaro ermöglicht die detaillierte Rekonstruktion der Reaktionsdynamik der Vegetation auf Veränderungen in der Umwelt. Die Ergebnisse beider Untersuchungen zeigen, dass Klimaveränderungen zu einer Verschiebung der montanen Vegetationsgürtel entlang des Höhengradienten des Mt Kilimanjaro geführt haben. Das Pollenarchiv des WeruWeru Profils dokumentiert starke Veränderungen in den höchsten Vegetationgürteln, dem Erikagürtel und dem oberen montanen Wald. Trotz markanter Klimaveränderungen scheint Mt Kilimanjaro aber auch als eiszeitliches Refugium für Waldarten gedient zu haben. Feuerereignissen spielten hinsichtlich der Ausbildung des Erikagürtels eine entscheidende Rolle. Hinweise auf verstärkte menschliche Aktivitäten können an keinem der beiden Untersuchungsstandorte festgestellt werden. Die Pollenregen-Studie entlang des Höhengradienten am Kilimanjaro zeigt, dass es sehr entscheidend ist, die quantitative Beziehung zwischen Pollen-Niederschlag und moderner Vegetation zu untersuchen, um die Rekonstruktionen der Vergangenheit zu kalibrieren. Die Ergebnisse ermöglichen eine weitaus präzisere Interpretation der Vegetations- und Klimarekonstruktionen im tropischen Ostafrika.

Les microfossiles non-polliniques, des restes de divers organismes préservés dans les sédiments lacustres ou tourbeux, sont de plus en plus couramment employés en paléoécologie. Parmi ces microrestes, les spores de champignons coprophiles sont privilégiées dans les reconstructions des activités humaines telles que les activités pastorales. L'aptitude de ces spores à refléter la présence ou l'abondance des troupeaux n'est pas encore complètement comprise. Des analogues modernes ont été collectés dans deux zones d'estive, dans les montagnes du Pays Basque et d'Ossau. Des analyses de gradients contraintes par des variables environnementales ont permis d'identifier des assemblages non-polliniques associés à diverses conditions environnementales en contexte humide et terrestre. Un cortège d'ascospores de groupes coprophiles liées aux activités pastorales a pu être isolé. Les référentiels ont également fourni des informations sur la portée spatiale de l'information non-pollinique.Les microfossiles non-polliniques ont été étudiés dans quatre séquences tourbeuses en complément d'autres sources d'informations paléoenvironnementales (pollen, signal incendie). Ils ont fourni les informations sur les dynamiques des quatre sites durant l'Holocène et les périodes historiques. Les résultats des référentiels sont appliqués à l'interprétation des dynamiques pastorales. Les résultats modernes et fossiles montrent que la charge pastorale n'est pas le seul paramètre qui influence les signaux coprophiles ; ces spores pourraient avoir un potentiel d'indicateurs paléoenvironnementaux et pastoraux plus étendu qu'attendu.Les ascospores de groupes coprophiles sont décrites et illustrées ainsi que d'autres microfossiles fongiques, algaux et indéterminés.

Cette thèse porte sur la tectonique active et l’analyse de deux nouvelles failles : la faille de Sharkhai et la faille d’Avdar. Les deux failles ont été découvertes, en 2011, à partir des images satellitaires HR, à quelques dizaines de kilomètres de la capitale de la Mongolie, Oulan Bator. Une approche morpho-tectonique, géomorphologique et paléosismologique, à partir des images de haute résolution Pléiades et d’études de terrain, notamment de tranchées, a permis: 1) de cartographier les deux failles en détail; 2) de décrire leur géométrie et segmentation; 3) de contraindre leur cinématique; 4) de documenter leur activité récente et leur comportement sismique (décalages co-sismiques et cumulés, période de retour, taux de glissement). La faille de Sharkhai s’étend sur 46 km selon une direction comprise entre N42°E et N72°E en moyenne, avec un pendage de 66° à 72° vers le sud-est entre E106.31°/N47.352° et E106.53°/N47.485°, et sub-vertical entre E106.474°/N47.473° et E106.75°/N47.57°. Elle est caractérisée par une géométrie rectiligne et simple en surface. C’est une faille senestre avec une composante verticale normale. L’étude paléosismique met en évidence trois séismes : le séisme EQ3 s’est produit avant 3850±120 calBP, le séisme EQ2 entre 2400±70 calBP et 2030±40 calBP, et le séisme le plus récent (MRE) entre 1090±84 calBP et avant l’âge du sol récent. La période de retour minimum des forts séismes sur la faille de Sharkhai est 1195±157 ans, ce qui implique une vitesse de glissement maximum comprise entre 0.6±0.2 et 2.14±0.5 mm/an. Plusieurs scénarios de segmentation de la faille sont proposés indiquant que la faille est capable de produire des séismes de magnitude comprise entre 6 et 7. L’accélération maximale du sol (PGA au rocher) générée à Oulan Bator serait de 0.12 g, au nouvel aéroport de 0.28 g, et à la ville de Zuunmod de 0.17 g. Ces valeurs correspondent à une intensité (MMI) comprise entre VI et X. La faille d’Avdar s’étend sur 47 km selon une direction moyenne comprise entre N26°E et N88°E avec un pendage variant de 40° à 55°. La partie sud-ouest de la faille est caractérisé par une géométrie simple et linéaire. Par contre, l’architecture de la faille est complexe dans la partie nord-est. Les décalages mesurés indiquent que la faille est une faille senestre avec une composante normale. Les tranchées paléosismiques documentent son activité sismique pendant le quaternaire. La faille peut se diviser en plusieurs segments, suggérant des séismes de magnitude comprise entre 5.8 et 7. Les valeurs de PGA (au rocher) les plus importants seraient de 0.1 g pour Oulan Bator, 0.18 g pour le nouvel aéroport et 0.19 g pour la ville de Zuunmod. Ces valeurs indiquent une intensité de l’ordre de VI à X. Les investigations paléosismiques montrent que le dernier séisme est plus récent que 5665±85 calBP. Tous ces résultats doivent être pris en compte dans l’estimation de l’aléa sismique de la région de la capitale Oulan Bator, qui a elle seule comprend plus de la moitié de la population du pays. Située sur un bassin sédimentaire, elle est le centre commercial et industriel du pays et contient divers bâtiments vulnérables. Enfin, elle est en pleine croissance avec un nouvel aéroport en construction à proximité de la faille de Sharkhai, secteur où la ville va très rapidement s’étendre. / This thesis focuses on the active tectonic of two new faults: the Sharkhai fault and the Avdar faults. Both faults were discovered in 2011 from HR satellite images at tens kilometers from the capital of Mongolia, Ulaanbaatar.Morpho-tectonic, geomorphological and paleoseismological approaches using high resolution Pleiades satellites images and field investigations allowed: 1) to map the both faults in details; 2) to describe their geometry and segmentation; 3) to identify their kinematic; 4) to document their recent activity and their seismic behavior (co-seismic and cumulated displacements, the time of the last earthquakes, slip rate). The Sharkhai fault extends 46 km with an average direction between N42°E and N72°E, and a dip between 72° and 66° either to south-east, between E106.31°/N47.352° and E106.53°/N47.485°, or sub-vertical between E106.474°/N47.473° and E106.75°/N47.57°. The fault is characterized by a linear and simple geometry. It is a left lateral strike slip with a normal vertical component. The paleoseismological investigations show evidences for three earthquakes: the EQ3 earthquake occurred before 3850±120 calBP, the EQ2 earthquake between 2400±70 calBP and 2030±40 calBP, and the most recent earthquake (MRE) between 1090±84 calBP and before the age of recent soil. The minimum return period of strong earthquakes on the fault Sharkhai is 1195 ± 157 years, which implies a maximum slip rate between 0.6±0.2 and 2.14±0.5 mm/year. Several segmentation scenarios of the fault where proposed indicating that the fault is capable to produce an earthquake of magnitude between 6 and 7. The maximum peak ground acceleration (PGA at rock) generated at Ulaanbaatar is 0.12 g, 0.28 g at the new airport, and 0.17 g at the city of Zuunmod. These values correspond to intensity between VI and X at rock sites. The Avdar fault, 47 km length, have an average orientation between N26°E and N88°E and a dip between 40° and 55°. The southwestern part of the fault is characterized by a simple and linear geometry while the architecture of the surface rupture is complex in the northeastern part. The measured offsets indicate that the fault is left lateral with a normal component. The paleoseismic trenches attest its seismic activity during the Quaternary. The fault can be divided into several segments suggesting earthquakes of a magnitude ranging from 5.8 to 7. The most important values of PGA (at rock site) would be 0.1 g at Ulaanbaatar, 0.18 g for the new airport and 0.19 g for Zuunmod city. These values indicate an intensity between VI and X. Paleoseismic trench shows that the last earthquake occurred on the fault since 5665± 85calBP. All these results should be considered in estimating the seismic hazard in the region of the capital Ulaanbaatar especially as, alone, it contains more than the half of the country population. Situated in a sedimentary basin, it is the commercial and industrial center of Mongolia and contains many vulnerable buildings. Also, the city is growing with a new airport construction near the fault Sharkhai area where the city will extend very quickly.

L’objectif principal de cette thèse a été d’établir une histoire précise des interactions sociétés-environnement durant le dernier millénaire dans deux zones de moyenne montagne, territoires particulièrement sensibles aux aléas naturels ainsi qu’aux évènements politiques, économiques et sociaux à travers un jeu de données multiples issues de différentes disciplines. L’étude de deux séquences sédimentaires lacustres de sites jurassien et alpin, grâce à l’outil palynologique - grains de pollen, spores et microfossiles non-polliniques -, particulièrement développé ici avec la haute-résolution, croisé avec l’étude des données historiques et archivistiques nous a permis, en plus de fournir un corpus complémentaire, de tester une approche comparative (données polliniques vs données cadastrales). Au lac de Remoray (Doubs, massif jurassien, 850 m d’altitude), l’étude a précisé le schéma du processus d’occupation de cette partie de la haute vallée du Doubs. Les données du haut Moyen Âge illustrent une fois de plus que l’idée qu’un désert forestier précédant l’arrivée des moines défricheurs est à nuancer. L’installation des communautés religieuses durant les XIème-XIIIème siècles, et l’influence des pouvoirs seigneuriaux sur cette zone stratégique, semblent toutefois l’étape clef dans la mise en place d’un peuplement durable. Les activités économiques se diversifient et prennent leur essor durant les siècles suivants bien que certaines périodes soient marquées de crises socio-politiques et traversées par les effets, plus ou moins ressentis, du Petit Âge Glaciaire. Il faudra attendre la transition XIXème-XXème siècle pour que les paysages sylvo-pastoraux que nous connaissons actuellement se mettent en place. Situé un peu plus au sud (Savoie, massif de la Chartreuse), notre second site d’étude trouve son origine dans ce qui donne à la montagne une autre identité : les risques naturels. Le site est le témoignage d’une zone dévastée en 1248 de notre ère par un immense glissement de terrain suite à la chute d’une partie du Mont Granier (1933 m d’altitude). Cet évènement, privant une partie de la vallée de cinq paroisses et d’un millier d’habitants, a engendré rapidement un nouveau territoire, aussi bien topographique, végétal que socio-économique. L’observation particulière des sédiments du lac Saint-André formé post-éboulement a offert l’occasion de suivre pas à pas cette reconquête végétale et humaine, appuyé par les approches géologiques, géographiques, archéologiques et historiques qui animent la recherche de façon récurrente. Les résultats obtenus témoignent d’une période de recolonisation végétale suivie d’une reconquête agro-pastorale relativement rapide, avec comme particularité la mise en place d’un territoire viticole. L’enregistrement sédimentaire particulier de ce lac a permis de suivre, en plus des indices d’une agriculture vivrière variée jusqu’au début du XXème siècle, le témoignage pollinique particulier de la vigne qui deviendra petit à petit une monoculture. / The main objective of this thesis was to establish a precise story of the interaction between societies and environment during the last millennium, in two zones of middle mountain area, which are particularly sensitive to the natural hazards as well as to the political, economic and social events, through a set of multiple data. The high-resolution study of two lacustrine sediment cores in two Jura and alpine sites, thanks to the palynological tool - pollen grains, spores and non-pollen palynomorphs - and the study of the historical and archival data allowed us, besides supplying a complementary corpus, to test a comparative approach (pollen vs cadastral data). At Lake Remoray (Doubs, Jura massif, 850 m asl.), the study specified the settlement process. The data of the Early Middle Ages, illustrate one more time that the idea that a forest desert preceding the arrival of the monks land-clearers is to be revised. The installation of religious communities during the XI-XIIIth centuries and the influence of the seigniorial powers in this strategic zone seem however the key stage in the implementation of a sustainable settlement. Economic activities diversify and take their development during the next centuries although certain periods are marked with sociopolitical crises and cross effects, more or less felt, of Little Ice Age. It will be necessary to wait for the XIX-XXth century transition to see the development of the recent silvo-pastoral landscape. Our second site of study finds its origin in what gives to the mountain another identity: the natural risks. The site is the testimony of a zone destroyed in 1248 AD by an immense landslide further to the fall of a part of the Mount Granier (Savoy, massif of the Chartreuse ; 1933 m asl.). This event, depriving the valley of five parishes and a thousand inhabitants quickly engendered a new territory, in terms of topographic, vegetal as well as socioeconomic aspect. The particular observation Lake Saint André lacustrine sequence, formed post-collapse, offered the opportunity to follow step by step this vegetal and human recovery, supported by the geological, geographical, archaeological and historic approaches which liven up the research in a recurring way. The results show of a period of vegetal recolonisation followed by a relatively fast agro-pastoral recovery with, as peculiarity, the implementation of a wine-making territory. The sedimentary recording of this lake allowed following, besides the indications of a varied food-producing farming till the beginning of the XXth century, the particular pollen testimony of the vineyard which will gradually become a monoculture.

Une carotte de tourbe de 182 cm prélevée d'un complexe tourbeux dans la région de Salluit, Nunavik, a été étudiée par l'entremise d'analyses macrofossile et pollinique dans le but de retracer les fluctuations climatiques survenues durant l'Holocène récent. L'accumulation de la tourbe s'est amorcée vers 2340 ans cal. BP. Quatre périodes climatiques distinctes sont survenues durant l'Holocène supérieur dans la région de Salluit. Entre 1910 et 1100 ans cal. BP, les conditions climatiques étaient clémentes (relativement un peu plus chaudes et humides qu'actuellement) favorisant l'établissement de plusieurs espèces de Sphagnum de tourbières minérotrophes pauvres à ombrotrophes. À partir de 1100 ans cal. BP, le climat est devenu plus froid et sec induisant la disparition de Sphagnum. Un retour à des conditions clémentes s'est produit vers 870 ans cal. BP et a duré jusqu'à 670 ans cal. BP. Par la suite, le climat est redevenu froid et sec favorisant l'activité éolienne.

Des analyses paléoécologiques effectuées à haute résolution pour deux dépôts organiques au sein de la Sapinière de la Forêt Montmorency ont permis de reconstituer l'histoire de la végétation à l'échelle locale. Les séquences sédimentaires des deux sites ont livré des âges respectifs de 10 220 et 5900 ans. L'épinette était présente dès 10000 ans A.A. alors que la Sapinière s'est constituée à partir de 9500 ans A.A. L'absence de charbon de bois dans les sédiments depuis l'arrivée du sapin suggère que le feu n'a joué qu'un rôle mineur. Les résultats ont permis de revoir l'histoire de la colonisation végétale proposée antérieurement et de devancer d'environ 2500 ans l'arrivée des premiers arbres et la constitution de la sapinière. Les courbes polliniques des principales espèces montrent des différences entre les sites indiquant que les dépôts organiques sous couvert forestier enregistrent bien la dynamique de la végétation survenue localement.

Des preuves archéopalynologiques directes appuient maintenant l’hypothèse d’une lente adaptation horticole durant la néolithisation amérindienne de la région de Montréal. Les sites archéologiques Hector-Trudel (BhFl-1a) de Pointe-du-Buisson et Séminaire de Saint-Sulpice (BjFj-18) dans le Vieux-Montréal ont été retenus pour élaborer une méthodologie archéopalynologique d’étude des sols archéologiques. Cela a permis de caractériser l’impact de la présence humaine sur l'environnement végétal des sites et d’identifier des indices de culture et de gestion de plantes allogènes et indigènes. Un complexe horticole de production à petite échelle de maïs (Zea mays), de tournesol (Helianthus annuus) et de petit tabac (Nicotiana rustica) et une forme de gestion des arbustes à petits fruits sont identifiés au site Hector-Trudel durant le Sylvicole moyen tardif (500 à 1000 A.D.). Ces cultigènes sont aussi identifiés au site du Séminaire pour la fin du Sylvicole supérieur ancien (1200 à 1300 A.D.), dans des proportions toutefois plus importantes, et une activité de gestion forestière au profit des arbres à noix et du tilleul d’Amérique (Tilia americana), reflet des pratiques d’entretien des champs cultivés, témoignent d’une évolution dans les comportements / Direct archaeopalynological proof now supports the hypothesis of a slow horticultural adaptation during the Native American neolithisation of the Montreal area. Archaeological sites Hector-Trudel (BhF1-la) of Pointe-du-Buisson and Séminaire de Saint-Sulpice (BjFj-18) in Old Montreal were retained to elaborate an archaeopalynological methodology of archaeological soil study. This has allowed to characterize the impact of human presence of a vegetal environment on the sites and to identify signs of cultivation and management of alien and indigenous plants. A horticultural complex producing corn (Zea mays), sunflower (Helianthus annuus) and native tobacco (Nicotina rustica) on a small scale and a form of fruit-bearing shrubs management are identified at the Hector-Trudel site during the Late Middle Woodland (A.D. 500 to 1000). These cultigens are also identified at the Séminaire site for the end of the Early Late Woodland (A.D. 1200 to 1300), though in bigger proportions, and a woodland management activity benefiting nut trees and the American basswood (Tilia americana), reflecting cultivated field maintenance practices, are evidence of an evolution in behaviors.